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本文讨论如何在 Java 中向数组添加新元素。

Java 中 Array 是一个容器对象，它可以容纳相同数据类型的固定数量的元素。数组的长度是在声明数组对象时定义的，以后不能再更改。

假设我们在 Java 中使用一些值实例化了长度为 5 的数组：

String[] arr = new String[5];
arr[0] = "1";
arr[1] = "2";
arr[2] = "3";
arr[3] = "4";
arr[4] = "5";

现在需要在数组中添加第 6 个元素。让我们尝试将这第 6 个元素添加到我们的数组中。

arr[5] = "6";

上面这行代码给出了以下错误。

Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 5 out of bounds for length 5

这是因为我们最初声明数组的大小是 5 而我们试图添加第 6 个元素到数组中。

不用担心，有两种可能的解决方案来完成这个任务。我们可以使用 ArrayList 代替数组，或者创建一个新的更大的数组来容纳新元素。

使用一个 ArrayList

一个更好的、值得推荐的解决方案是使用 ArrayList 代替数组，因为它是可调整大小的。ArrayList 没有固定的大小，因此每当需要添加一个新元素时，你可以通过执行 testList.add(element) 来简单地添加。

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String args[]) {
        List<String> testList = new ArrayList<String>();
        testList.add("1");
        testList.add("2");
        testList.add("3");
        testList.add("4");
        testList.add("5");
        
        //Print the original list 
        System.out.println("Initial ArrayList:\n"
                           + testList); 
        //Add elements without running into any error
        testList.add("6");
        testList.add("7");
        
        //Print the list after adding elements 
        System.out.println("Modified ArrayList:\n"
                           + testList);
        
    }
}

以上代码输出如下。

Initial ArrayList:
[1, 2, 3, 4, 5]
Modified ArrayList:
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

或者如果我们已经有一个数组，也可以直接创建一个 ArrayList。

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String args[]) {
        //Create an array
        String[] arr = new String[1];
        arr[0] = "1";
        //Convert to ArrayList
        List<String> testList = new ArrayList<>(Arrays.asList(arr));
        
        //Print the original list 
        System.out.println("Initial ArrayList:\n"
                           + testList); 
        //Add elements to it
        testList.add("2");
        testList.add("3");
        
        //Print the list after adding elements 
        System.out.println("Modified ArrayList:\n"
                           + testList);
        
    }
}

上面的代码输出如下。

Initial ArrayList:
[1]
Modified ArrayList:
[1, 2, 3]

我们可以很方便的将 ArrayList 转换回数组。

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String args[]) {
        //Create an array
        String[] arr = new String[1];
        arr[0] = "1";
        
        //Convert to ArrayList
        List<String> testList = new ArrayList<>(Arrays.asList(arr));
        
        //Add elements to it
        testList.add("2");
        testList.add("3");
        
        //Convert the arraylist back to an array
        arr = new String[ testList.size() ];
        testList.toArray(arr);
    }
}

创建一个新的较大的数组

如果我们坚持只使用数组，我们可以使用 java.util.Arrays.copyOf 方法来创建一个更大的数组并容纳一个新元素。让我们使用上面创建的数组 arr，并在下面的例子中向它添加一个新元素。

import java.util.*;

public class Main {
    public static void main(String args[]) {
        //Create an array
        String[] arr = new String[5];
        arr[0] = "1";
        arr[1] = "2";
        arr[2] = "3";
        arr[3] = "4";
        arr[4] = "5";
        
        // print the original array 
        System.out.println("Initial Array:\n"
                           + Arrays.toString(arr)); 
                           
        //Steps to add a new element
        //Get the current length of the array
        int N = arr.length;
        //Create a new array of length N+1 and copy all the previous elements to this new array
        arr = Arrays.copyOf(arr, N + 1);
        //Add a new element to the array
        arr[N] = "6";
        // print the updated array 
        System.out.println("Modified Array:\n"
                           + Arrays.toString(arr)); 
    }
}

上面的代码输出如下。

Initial Array:
[1, 2, 3, 4, 5]
Modified Array:
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

如果以后我们觉得需要在 arr 中添加另一个元素，我们将不得不再次重复上面的代码块!

因此不推荐这种解决方案，因为每增加一个新元素都有一个 O(n) 的时间复杂度，因为它必须将所有元素从前一个数组复制到一个新的数组。另一方面，使用 ArrayList 增加每一个新元素，每次操作的摊销成本为 O(1)。